(15分)在游樂(lè)節(jié)目中，選手需要借助懸掛在高處的繩飛越到水面的浮臺(tái)上，小明和小陽(yáng)觀看后對(duì)此進(jìn)行了討論。如圖所示，他們將選手簡(jiǎn)化為質(zhì)量m=60kg的質(zhì)點(diǎn)， 選手抓住繩由靜止開(kāi)始擺動(dòng)，此時(shí)繩與豎直方向夾角=，繩的懸掛點(diǎn)O距水面的高度為H=3m.不考慮空氣阻力和繩的質(zhì)量，浮臺(tái)露出水面的高度不計(jì)，水足夠深。取重力加速度， ，

（1）求選手?jǐn)[到最低點(diǎn)時(shí)對(duì)繩拉力的大小F；
（2）若繩長(zhǎng)l="2m," 選手?jǐn)[到最高點(diǎn)時(shí)松手落入手中。設(shè)水對(duì)選手的平均浮力，平均阻力，求選手落入水中的深度；
（3）若選手?jǐn)[到最低點(diǎn)時(shí)松手， 小明認(rèn)為繩越長(zhǎng)，在浮臺(tái)上的落點(diǎn)距岸邊越遠(yuǎn)；小陽(yáng)認(rèn)為繩越短，落點(diǎn)距岸邊越遠(yuǎn)，請(qǐng)通過(guò)推算說(shuō)明你的觀點(diǎn)。

（1）F＝1080N （2）1.2m（3）兩人的看法均不正確，當(dāng)繩長(zhǎng)越接近1.5m時(shí)，落點(diǎn)距岸邊越遠(yuǎn)。

解析試題分析：（1）小球下擺過(guò)程機(jī)械能守恒             ①
在最低點(diǎn)應(yīng)用牛頓第二定律得： F′－mg＝m
解得 F′＝（3－2cos）mg
由牛頓第三定律得人對(duì)繩的拉力 F＝F′
則 F＝1080N
（2）對(duì)開(kāi)始下落到水中最低點(diǎn)應(yīng)用動(dòng)能定理得：  mg（H－lcos＋d）－（f1＋f2）d＝0
代人數(shù)據(jù)解得： d=1.2m
(3)選手從最低點(diǎn)開(kāi)始做平拋運(yùn)動(dòng)，水平方向有： x=vt
豎直方向有：H-=
還有
聯(lián)立解得：
由數(shù)學(xué)知識(shí)得當(dāng)時(shí)，x有最大值，因此兩人的看法均不正確，當(dāng)繩長(zhǎng)越接近1.5m時(shí)，落點(diǎn)距岸邊越遠(yuǎn)。
考點(diǎn)：本題考查了機(jī)械能守恒和平拋運(yùn)動(dòng)

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，質(zhì)量m1＝0.3 kg的小車靜止在光滑的水平面上，車長(zhǎng)L＝1.5 m，現(xiàn)有質(zhì)量m2＝0.2 kg可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊，以水平向右的速度v0＝2 m/s從左端滑上小車，最后在車面上某處與小車保持相對(duì)靜止．物塊與車面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.5，取g＝10 m/s2，求

(1)物塊在車面上滑行的時(shí)間t；
(2)物塊克服摩擦力做的功；
(3)在此過(guò)程中轉(zhuǎn)變成的內(nèi)能．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

水平放置的平行金屬框架L=0.2m,質(zhì)量為0.1kg的金屬棒ab放在框架上，并且與框架的兩個(gè)邊垂直。整個(gè)裝置放于方向豎直向下、B=0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，如圖所示。金屬棒ab在F=2N的水平向右的恒力作用下由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。電路中除外，其他電阻、摩擦阻力均不考慮。求：

① ab速度是5m/s時(shí)，棒的加速度是多大？
② 當(dāng)ab棒達(dá)到最大速度后，撤去外力F此后感應(yīng)電流還能產(chǎn)生多少熱量？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

(16分)如圖所示，足夠長(zhǎng)的U形導(dǎo)體框架的寬度L=0.5m，電阻可忽略不計(jì)，其所在平面與水平面成θ=37°角．有一磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.8T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直于導(dǎo)體框平面．一根質(zhì)量m=0.2kg、電阻為R=2Ω的導(dǎo)體棒MN垂直跨放在U形框架上，某時(shí)刻起將導(dǎo)體棒由靜止釋放．已知導(dǎo)體棒與框架間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5.(已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2)

(1)求導(dǎo)體棒剛開(kāi)始下滑時(shí)的加速度的大�。�
(2)求導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最大速度和重力的最大功率．
(3)從導(dǎo)體棒開(kāi)始下滑到速度剛達(dá)到最大時(shí)的過(guò)程中，通過(guò)導(dǎo)體棒橫截面的電量Q=2C，求導(dǎo)體棒在此過(guò)程中消耗的電能．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

(12分)如圖所示，光滑曲面的下端有一水平傳送帶，傳送帶正以4 m/s的速度運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)方向如圖所示.一個(gè)質(zhì)量為2 kg的物體(物體可以視為質(zhì)點(diǎn))，從h="1.8" m高處由靜止沿曲面下滑，物體與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2，若傳送帶足夠長(zhǎng)，取g="10" m/s²。試求：

(1)物體由靜止開(kāi)始下滑到A處的速度？
(2)物體從A處向左運(yùn)動(dòng)的最大位移？
(3)物體從A處向左運(yùn)動(dòng)到最大位移處的過(guò)程中，物體與傳送帶組成的系統(tǒng)產(chǎn)生的摩擦熱為多少？
(4)物體隨傳送帶向右運(yùn)動(dòng)，最后沿斜面上滑的最大高度h′為多少？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（10分）如圖所示，光滑水平面AB與豎直面內(nèi)的半圓形導(dǎo)軌在B點(diǎn)相接，導(dǎo)軌半徑為R.一個(gè)質(zhì)量為m的物體將彈簧壓縮至A點(diǎn)后由靜止釋放，在彈力作用下物體獲得某一向右速度后脫離彈簧，脫離彈簧后當(dāng)它經(jīng)過(guò)B點(diǎn)進(jìn)入導(dǎo)軌瞬間對(duì)導(dǎo)軌的壓力為其重力的7倍，之后向上運(yùn)動(dòng)完成半個(gè)圓周運(yùn)動(dòng)恰好到達(dá)C點(diǎn)。試求：

（1）彈簧開(kāi)始時(shí)的彈性勢(shì)能；
（2）物體從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至C點(diǎn)克服阻力做的功；
（3）物體離開(kāi)C點(diǎn)后落回水平面時(shí),重力的瞬時(shí)功率是多大

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（16分）如圖所示,水平絕緣粗糙的軌道AB與處于豎直平面內(nèi)的半圓形絕緣光滑軌道BC平滑連接，半圓形軌道的半徑R＝0．4m在軌道所在空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)線與軌道所在的平面平行，電場(chǎng)強(qiáng)度E＝1.0×104N／C現(xiàn)有一電荷量q＝＋1.0×10－4C，質(zhì)量m＝0.1kg的帶電體（可視為質(zhì)點(diǎn)），在水平軌道上的P點(diǎn)由靜止釋放，帶電體恰好能通過(guò)半圓形軌道的最高點(diǎn)C，然后落至水平軌道上的D點(diǎn)．取g＝10m／s2．試求：

（1）帶電體運(yùn)動(dòng)到圓形軌道B點(diǎn)時(shí)對(duì)圓形軌道的壓力大��；
（2）D點(diǎn)到B點(diǎn)的距離xDB；
（3）帶電體在從P開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到落至D點(diǎn)的過(guò)程中的最大動(dòng)能．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

(12分)如圖所示，半徑的四分之一粗糙圓弧軌道AB置于豎直平面內(nèi)，軌道的B端切線水平，且距水平地面高度為=1.25m，現(xiàn)將一質(zhì)量=0.2kg的小滑塊從A點(diǎn)由靜止釋放，滑塊沿圓弧軌道運(yùn)動(dòng)至B點(diǎn)以的速度水平飛出（取）．求：

（1）小滑塊沿圓弧軌道運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受摩擦力做的功；
（2）小滑塊經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)對(duì)圓軌道的壓力大��；
（3）小滑塊著地時(shí)的速度大小.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（14分）如圖所示，AB為傾角θ＝37°的斜面軌道，軌道的AC部分光滑，CB部分粗糙。BP為圓心角等于143°，半徑R=1m的豎直光滑圓弧形軌道，兩軌道相切于B點(diǎn)，P、0兩點(diǎn)在同一豎直線上，輕彈簧一端固定在A點(diǎn),另一自由端在斜面上C點(diǎn)處，現(xiàn)有一質(zhì)量m = 2kg的物塊在外力作用下將彈簧緩慢壓縮到D點(diǎn)后（不栓接）釋放，物塊經(jīng)過(guò)C點(diǎn)后，從C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)過(guò)程中的位移與時(shí)間的關(guān)系為（式中x單位是m , t單位是s），假設(shè)物塊笫一次經(jīng)過(guò)B點(diǎn)后恰能到達(dá)P點(diǎn)，（sin 37°=0.6，cos 37°=0.8)，g取1Om/s2。

試求：（1） 若CD=1m，試求物塊從D點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過(guò)程中，彈簧對(duì)物塊所做的功；
（2） B、C兩點(diǎn)間的距離x
（3） 若在P處安裝一個(gè)豎直彈性擋板，小物塊與擋板碰撞時(shí)間極短且無(wú)機(jī)械能損失，小物塊與彈簧相互作用不損失機(jī)械能，試通過(guò)計(jì)算判斷物塊在第一次與擋板碰撞后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中是否會(huì)脫離軌道？

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同步練習(xí)冊(cè)答案